Plastisk bearbetning Flashcards by Edvin Eklund

Vad är plastiskt bearbetning?

• Formändring under yttre kraft som kvarstår efter att
kraften avlägsnats
• Inget material avlägsnas – volymen är konstant
• Den elastiska delen av deformationen kan ofta
försummas

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Applikationer för plastisk bearbetning är…

Metalliska material och legeringar
Medel-långa och långa serier
Medelhöga krav på toleranser
Halvfabrikat till färdiga detaljer
Komplexa och enkla former
Detaljer till verkstadsindustri, byggindustri,….

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas sann töjning?

ln(L / L0)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas effektiv spänning? (Är lika med formändringsmotstånd)

kf = sqrt( 1/2 * [ ( σ1- σ2)^2 + ( σ2 - σ3)^2 + (σ3 - σ1)^2 ] )

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas effektiv töjning?

Φ = sqrt(2)/3 * sqrt( (ε1- ε2)^2 +(ε2- ε3)^2 + (ε3- ε1)^2 )

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

När används effektiv spänning och töjning?

Används då vi har spänningar och töjningar i flera riktningar för att t ex avgöra om ett material kommer att plasticera.

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad betyder derformationshårdnande?

Det krävs högre och högre kraft för fortsatt deformation

* Hållfastheten kan höjas

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

För att beskriva deformationshårdande används Ludwiks ekvation. Hur ser denna ut?

kf=K*Φ^n
K=styrkefaktor, n=deformationshårdnade-exponent.
= Materialparametrar.

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas spänning samt töjning vid axialsymmetrisk deformation utan friktion?

σ1=F/A, σ2=σ3=0 => kf=σ1

ε1=ln(L/L0), ε2=ε3=-0.5*ε1, Φ=abs(ε1)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas spänning samt töjning vid plan deformation?

σ3=0, ε2=0
σ1=F/A = 2/sqrt(3) * kf [kf=sqrt(3)/2 * F/A]
ε1=-ε3=ln(t/t0) => Φ=2/sqrt(3)*abs(ε1)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vilka fall betraktas som plan deformation?

Plåtvalsning, Bockning samt Plan smidning (Plant stukprov)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas det specifika arbetet vid plastisk bearbetning?

wi = intergral(kf) med avseende på Φ med gränserna Φa och Φb

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad kan vi säga om friktion vid plastiskt bearbetning?

Inverkar i princip alltid (dock ej vid dragprovet)
Negativt: Höjer krafter & effektbehov
Positivt: Kan bidra till styrning av processen
Beroende av yta + smörjmedel

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Hur beräknas yttre arbete?

Wy=Wi + Ws + Wfr
y = yttre arbete
i = idealt arbete (p g a enbart den homogena deformationen)
s = skjuvarbete (inhomogen deformation) inre ”friktion” i materialet
fr = friktionsarbete (på ytorna, mot verktygen)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad är varmbearbetning?

T>rekristallisationstemp, ca 0,6-0,7∙ smälttemperatur i Kelvin
Nya korn / kristaller bildas med ej fastlåsta dislokationer
Ökad rörlighet i korngränser
Materialet återförs till sitt ursprungliga tillstånd

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad är fördelarna/nackdelar med varmbearbetning jämfört med kallbearbetning?

Lågt deformationsmotstånd
Inget deformationshårdnande
Måttliga mekaniska påkänningar
Komplexa former möjliga
Deformationsmotstånd ökar med deformationshastigheten
Glödskal (oxider)
Grova ytor
Grova toleranser
Höga termiska påkänningar på verktyg
Svårt att smörja
Värmekostnad

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Varför används varmvalsning?

För att reducera från tjockare dimensioner, t ex från göt/slabs (från ”plåtämnen” till grov plåt)
För framställning av plåt, stång, balkar, profiler
Har varmbearbetningens olika nackdelar / fördelar (ytor t ex)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Varför används kallvalsning?

Ger bättre ytor och toleranser
Även tunnare plåt kan erhållas (< 1mm)
Kallbearbetningen ger deformationshårdnande vilket höjer hållfastheten

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad är Tandemvalsverk?

Valsar i följd – körs kontinuerligt i en riktning
Reducerande gap
Körs oftast från rulle till rulle (tunnplåt, band etc)

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Vad är fördelarna resp. nackdelarna med klena valsar?

Fördelar:
• Mindre kontaktyta
– Lägre kraft krävs för att skapa visst yttryck p g a
mindre area
– Mindre friktion p g a mindre area mindre
tillskott till yttrycket dvs ökande
processverkningsgrad pga Wy= Wi + Ws+ Wfr
• Billigare valsar vid given materialhårdhet

Nackdelar:
• Risk för geometriska fel ökar (vågighet hos plåtyta)
• Utböjning
– Minskas med stödvalsar
– Kompenseras för i princip fullt ut med bombering

Varför används stödvalsar?

För att erhålla stabilitet.

Kan alltså ha mindre arbetsvals.

Vad är beteckningarna för ett verk utan stödvalsar samt med två stödvalsar?

Duovalsverk

Kvartovalsverk

Varför används bombering?

För att kompensera inverkan av utböjning

Vad är CVC-valsar?

“Continously Variable Crown”
• Vals-par kan förskjutas i axiell led
• ”Coca-Cola-form” på valsar
• För att kunna justera bombering vid varierande last
• Speciellt intressant vid reversibelt valsverk
• Kan ha stödvalsar
• Kräver justering – planvalsning – av plåt

Vad har dragning för syfte?

* Areareduktion * Dimensionstolerans * Förbättrad yta * Ökad hållfasthet - kallbearbetning

Varför görs dragning i steg om man vill uppnå en stor reduktion?

Gör man en för tunn tråd i ett steg krävs för stor kraft och den av!

Berätta om Strängpressning.

• Uppvärmning, Aluminium ca 450 grader, stål ca 1100 grader • Mycket höga krafter. Begränsningar avseende storlek på detaljens tvärsnitt • Jämna godstjocklekar och symmetri att föredra • Relativt billiga verktyg, speciellt vid öppna profiler • Profiler sträcks något efter själva pressningen

Vid strängpressning erhåller man en dödzon. Varför sker detta och vad händer?

Pga att verktygsingång ej är konisk. Mot denna erhålls en inre friktion.

Vad är syftet med smidning?

–Ge materialet önskad form. –Ge materialet önskad struktur (bryta ner en rent gjuten eller valsad struktur)

Vad är varmsmidning?

Vanligast För stål T=1100-1250°C ger austenit Inget deformationshårdnande, rekristallisation Oxiderade / grova ytor

Vad är halv-varm smidning?

Litet eller inget deformationshårdnande Ej austenit, vanligen vid 600-800°C Långsam (oftast ingen) rekristallisation under bearbetningen Oxider bildas ej (eller i mkt mindre utsträckning än varm-bearbetning)

Vad är kallsmidning?

Vid rumstemperatur Deformationshårdnande Fina ytor Endast för enkla och små detaljer

Vad är friformssmidning?

Enkla, öppna verktyg

Hur beräknas smideskraft?

``` F = pm*A pm = kf * (1 + 2/3*μ*r/h) ```

Vad är sänksmidning?

* Dyrare verktyg – två delar kallas sänken * Utgår t ex från rund kuts (andra former kan förekomma) * Släppningsvinkel (5-10) * Skäggbildning (avlägsnas ofta i en sista del i verktyget) * Nära slutformen, men viss slutbearbetning krävs nästan alltid (”arbetsmån” på vissa ytor)

Vad sänksmider man?

``` • Vevstakar och vevaxlar • Bromsok och knutkors • Länkarmar • Verktyg, skiftnycklar, vissa kirurgiska inst etc. • Krokar och likn. med hög belastning • Golfklubbor mm ```

Skäggspalt (sänksmidesverktyg) används för att...

- Mottrycket i skägget verkar till att höja trycket inuti sänket och garanterar en utfyllnad av materialet. - Överflödigt material måste ha någonstans att ta vägen. Detta överskott är normal 15-30%.

Vad är skillnaden mellan friformssmidning och sänksmidning?

Friformsmidning - Grov tolerans – mkt stor arbetsmån - Billiga, hållbara verktyg - Även ekonomisk för korta serier (1-10 st detaljer) Sänksmidning - Nära en slutform - Bättre tolerans – mindre arbetsmån (men oftast minst 1 mm) - Lämplig främst för längre serier (från ca 1000 st)

Hur skiljer sig kallsmidning från andra metoder?

``` • Betydligt högre krafter • Finare ytor och bättre toleranser än med varmsmide • Enkla former, företrädelsevis symmetriska • Deformationshårdnande p g a kallbearbetning ```

Vilka smidningsmetoder finns?

Sänksmidning, friformssmidning, stuksmidning och rotationssmidning.

Vad är klippning?

Styrd sprickbildning där deformationen sker genom skjuvspänningar

Vad är skillnaden mellan klippning och stansning?

* Klippning – (raka) kanter | * Stansning – sluten kontur

Beskriv klippförloppets olika stadier.

Elastisk deformation, plastisk deformation, sprickbildning och slutförlopp.

Det finns fyra saker som påverkar ytans utseende. Vilka är dessa och hur uppkommer de?

Vakant - Plastisk deformation Blankzon - Verktygets glidning Brottzon - Står ej... Grad - Material deformeras över dynkant

Hur definieras klippkraft?

``` F = k_sk · A k_sk = Specifika klippkraften, ca 0.8 * σb A = Skjuvade arean ```

Hur beräknas klipparbete?

W=X · F · t t=tjockleken X=”korrektionsfaktorn” X <1, typiskt 0,3

Varför används gradsax?

För att minska den momentana arean och därmed kraften.

Hur beräknas kraften från en gradsax?

F = k_sk * t^2 / (2 * tan(β) )